羟基肉桂酸通过调控肌球蛋白S1相互作用提升鲢鱼鱼糜凝胶特性的分子机制研究

针对淡水鱼糜凝胶性能不足的产业难题，本研究系统探究了四种羟基肉桂酸(HCAs)与鲢鱼肌球蛋白S1的互作机制。通过微尺度热泳(MST)和分子模拟揭示RA(迷迭香酸)具有最强结合力(kd=2.33 mM)，其通过氢键稳定α-螺旋结构，显著提升鱼糜凝胶强度(801.2 g·cm)和持水性，为天然多酚改良水产蛋白制品提供了分子设计依据。

　　

淡水鱼糜制品因其营养丰富、价格亲民而广受欢迎，但较差的凝胶性能始终制约着产品品质提升。鲢鱼作为全球第二大养殖水产品，其鱼糜在加工过程中常面临凝胶强度不足、持水性差等技术瓶颈。传统改良剂存在安全隐忧，而植物多酚因其天然属性备受关注，但具体作用机制尚不明晰。青岛农业大学食品科学与工程学院的研究团队在《Journal of Future Foods》发表创新研究，首次从分子层面揭示了羟基肉桂酸(HCAs)调控鲢鱼肌球蛋白S1构象变化的精确机制，为开发高性能鱼糜制品提供了理论支撑。

研究团队采用微尺度热泳(MST)测定结合常数，结合分子对接和分子动力学(MD)模拟解析互作位点；通过圆二色谱(CD)和原子力显微镜(AFM)表征蛋白质二级结构变化；利用小角X射线散射(SAXS)和微粒流变技术分析聚集态与流变特性。实验选用市售AAA级鲢鱼糜和实验室提取的肌球蛋白，通过α-糜蛋白酶消化获得肌球蛋白S1片段。

【3.1 节】证实四种HCAs均能显著改善鱼糜凝胶性能，其中RA(迷迭香酸)效果最为突出，使鲢鱼鱼糜凝胶强度提升至801.2±20.9 g·cm，持水性提高23.5%，且不影响产品白度。电子鼻分析显示RA还能有效降低氮氧化物和硫化物等不良风味物质。

【3.2 节】MST检测揭示HCAs与肌球蛋白S1的结合能力排序为RA(2.33 mM)>CA(9.25 mM)>CGA(37.29 mM)>PCA(109.50 mM)。热力学分析表明RA和CGA主要通过氢键和范德华力结合，而CA和PCA则以疏水作用为主导。

【3.3 节】分子模拟显示RA特异性结合于肌球蛋白S1的Site 10位点，与Lys146、Glu149等残基形成稳定氢键网络，其结合自由能(ΔG_binding)达-14.36 kJ/mol。相比之下，CA结合于Site 4位点，主要依赖Met530等疏水残基相互作用。

【3.5 节】构象研究发现CA和PCA使肌球蛋白S1的α-螺旋含量降低8.3%，表面疏水性(S₀)提升42%；而RA和CGA则增加α-螺旋比例，其中RA处理组α-螺旋含量达76.5%，显著高于对照组的72%。

【3.6 节】微粒流变分析表明，RA修饰的肌球蛋白S1在90°C时弹性指数(EI)达到峰值(0.82)，比对照组高35%。固体-液体平衡指数(SLB)降至0.38，证实其能形成更致密的三维网络结构。

这项研究创新性地构建了"多酚结构-蛋白质构象-流变特性-宏观品质"的完整作用链条，阐明RA通过双重机制提升鱼糜品质：一方面稳定肌球蛋白S1的α-螺旋结构，促进分子有序排列；另一方面通过多酚羟基介导的分子间交联增强网络密度。该发现不仅为水产蛋白改性提供了天然解决方案，其揭示的分子识别规律还可拓展应用于其他肌肉蛋白体系。特别值得注意的是，研究采用的0.02%(w/w)RA添加量在保证效果的同时避免了色泽劣变，具有直接的工业化应用价值。未来可基于此研究开发系列复合型鱼糜品质改良剂，推动淡水鱼高值化加工技术升级。